Lettergrootte:
Bijgewerkt: Dinsdag 11 december 2018

NASA-satellieten onthullen belangrijke verschuivingen in mondiaal zoetwater

In een eerste studie hebben wetenschappers een reeks NASA-satellietobservaties van de aarde gecombineerd met gegevens over menselijke activiteiten om locaties in kaart te brengen waar zoet water overal ter wereld verandert en om te bepalen waarom.

De studie, die woensdag in het tijdschrift Nature is gepubliceerd, constateert dat de natte grondgebieden van de aarde natter worden en droge gebieden droger worden vanwege een verscheidenheid aan factoren, waaronder menselijk waterbeheer, klimaatverandering en natuurlijke cycli.

Een team onder leiding van Matt Rodell van het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, gebruikte 14 jarenlange observaties van het door de VS / Duitsland geleide Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ruimtevaartmissie om wereldwijde trends in zoet water in 34-regio's over de hele wereld te volgen. Om te begrijpen waarom deze trends naar voren kwamen, moesten ze gegevens over de neerslag van satellieten uit het Global Precipitation Climatology Project, NASA / US Geological Survey ophalen Landsat beeldmateriaal, irrigatiekaarten en gepubliceerde rapporten van menselijke activiteiten in verband met landbouw, mijnbouw en reservoiractiviteiten. Alleen door analyse van de gecombineerde gegevenssets konden de wetenschappers een volledig beeld krijgen van de redenen voor de zoetwaterveranderingen van de aarde en de omvang van die trends.

"Dit is de eerste keer dat we waarnemingen van meerdere satellieten hebben gebruikt in een grondige beoordeling van hoe de beschikbaarheid van zoet water overal ter wereld verandert," zei Rodell. "Een belangrijk doel was om verschuivingen in terrestrische wateropslag te onderscheiden door natuurlijke variabiliteit - natte periodes en droge periodes geassocieerd met El Niño en La Niña, bijvoorbeeld - van trends gerelateerd aan klimaatverandering of menselijke effecten, zoals grondwater verpompen uit een watervoerende laag sneller dan het wordt bijgevuld. "

Zoet water wordt gevonden in meren, rivieren, bodem, sneeuw, grondwater en ijs. Zoetwaterverlies van de ijsplaten op de polen - toegeschreven aan de klimaatverandering - heeft gevolgen voor de zeespiegelstijging. Op het land is zoet water een van de meest essentiële hulpbronnen van de aarde, voor drinkwater en landbouw. Hoewel de watertoevoer van sommige regio's relatief stabiel is, hebben andere regio's stijgingen of dalingen gekend.

"What we are witnessing is major hydrologic change," said co-author Jay Famiglietti of NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, California. "We see a distinctive pattern of the wet land areas of the world getting wetter – those are the high latitudes and the tropics – and the dry areas in between getting dryer. Embedded within the dry areas we see multiple hotspots resulting from groundwater depletion."

Famiglietti merkte op dat hoewel waterverlies in sommige regio's, zoals de smeltende ijskappen en alpine gletsjers, duidelijk wordt aangedreven door het opwarmende klimaat, het meer tijd en gegevens zal vergen om de drijvende krachten achter andere patronen van zoetwaterverandering te bepalen.

"Het patroon van nat worden, nat worden, droger worden tijdens de rest van de 21E eeuw wordt voorspeld door de Intergouvernementele Panel over klimaatverandermodellen, maar we hebben een veel langere dataset nodig om definitief te kunnen zeggen of klimaat verandering is verantwoordelijk voor de opkomst van elk vergelijkbaar patroon in de GRACE-gegevens, "zei hij.

De TWACE GRACE-satellieten, geïntroduceerd in 2002 als een gezamenlijke missie met het Duitse Aerospace Center (DLR), maten nauwkeurig de afstand tussen de twee ruimtevaartuigen om veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde te detecteren veroorzaakt door massabewegingen op de planeet hieronder. Met behulp van deze methode volgde GRACE maandelijkse variaties in terrestrische wateropslag tot zijn wetenschappelijke missie eindigde in oktober 2017.

Tussen 2002 en 2016 volgden het Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) van de NASA de beweging van zoet water rond de planeet.
Credits: NASA / Katy Mersmann

De satellietwaarnemingen van GRACE alleen konden Rodell, Famiglietti en hun collega's echter niet vertellen wat de schijnbare trends veroorzaakte.

"We onderzochten informatie over neerslag, landbouw en grondwaterpompen om een ​​mogelijke verklaring te vinden voor de trends die geschat worden van GRACE," zei co-auteur Hiroko Beaudoing van Goddard en de Universiteit van Maryland in College Park.

Hoewel bijvoorbeeld het verpompen van grondwater voor landbouwgebruik een belangrijke bijdrage levert aan de uitputting van zoet water over de hele wereld, zijn grondwaterstanden ook gevoelig voor cycli van aanhoudende droogte of regenachtige omstandigheden. Famiglietti merkte op dat een dergelijke combinatie waarschijnlijk de oorzaak was van de significante grondwaterdepletie die werd waargenomen in de Californische Central Valley van 2007 tot 2015, toen verminderde grondwateraanvulling door regen en sneeuwval gepaard ging met een toename van het pompen voor de landbouw.

Zuidwest Californië verloor in dezelfde periode 4 gigaton aan zoet water per jaar. Een gigaton van water zou 400,000 Olympic-zwembaden vullen. Een groot deel van het zoete water in Californië komt in de vorm van regenval en sneeuw die zich in het sneeuwpakket van de Sierra Nevada verzamelt en vervolgens wordt beheerd terwijl het in het oppervlaktewater smelt via een reeks reservoirs. Toen natuurlijke cycli leidden tot minder neerslag en minder snowpack en oppervlaktewater veroorzaakten, vertrouwden mensen zwaarder op het grondwater.

Neerwaartse trends in zoetwater in Saoedi-Arabië weerspiegelen ook de druk in de landbouw. Van 2002 tot 2016 verloor de regio 6.1-gigaton per jaar opgeslagen grondwater. Afbeeldingen van Landsat-satellieten laten een explosieve groei zien van geïrrigeerde landbouwgrond in het dorre landschap van 1987 tot heden, wat de verhoogde opname kan verklaren.

De analyses van het team identificeerden ook grote, tien jaar durende trends in terrestrische zoetwateropslag die niet direct gerelateerd lijken te zijn aan menselijke activiteiten. Natuurlijke cycli van hoge of lage regenval kunnen een trend veroorzaken die waarschijnlijk niet zal aanhouden, zei Rodell. Een voorbeeld is het westelijke Zambezi-bekken van Afrika en de Okavango-delta, een belangrijke waterput voor wilde dieren in het noorden van Botswana. In deze regio steeg de wateropslag met een gemiddelde snelheid van 29 gigaton per jaar van 2002 naar 2016. Deze natte periode tijdens de GRACE-missie volgde ten minste twee decennia van droogte. Rodell gelooft dat het een geval van natuurlijke variabiliteit is dat in de loop van tientallen jaren voorkomt in deze regio van Afrika.

De onderzoekers ontdekten dat een combinatie van natuurlijke en menselijke druk kan leiden tot complexe scenario's in sommige regio's. De provincie Xinjiang in het noordwesten van China, ongeveer zo groot als Kansas, wordt begrensd door Kazachstan in het westen en de Taklamakan-woestijn in het zuiden en omvat het centrale deel van het Tien Shan-gebergte. Tijdens de eerste decennia van deze eeuw vond in Xinjiang eerder ongedocumenteerde waterdalingen plaats.

Rodell en zijn collega's hebben meerdere factoren samengevoegd om het verlies van 5.5 gigaton van aardwateropslag in de provincie Xinjiang per jaar te verklaren. Minder regenval was niet de schuldige. Toevoegingen aan oppervlaktewater deden zich ook voor door door klimaatverandering veroorzaakte gletsjersmelt en het pompen van grondwater uit kolenmijnen. Maar deze toevoegingen werden meer dan gecompenseerd door uitputting veroorzaakt door een toename in waterverbruik door geïrrigeerd akkerland en verdamping van rivierwater uit de woestijnbodem.

De opvolger van GRACE, genaamd GRACE-vervolg, een gezamenlijke missie met het Duitse Onderzoekscentrum voor Geowetenschappen (GFZ), bevindt zich momenteel bij de luchtmachtbasis Vandenberg in Californië en ondergaat laatste voorbereidingen voor de lancering niet eerder dan mei 22.

Ga voor meer informatie over hoe NASA de aarde bestudeert naar:

https://www.nasa.gov/earth

-End-

Inhoud Original Link:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-satellites-reveal-major-shifts-in-global-freshwater

Krijgen in verband met de VS

Abonneer je op onze nieuwsbrief